粘土固化型微胶囊复合水泥基材料的设计与力学损伤自修复行为

作     者：马衍轩 吴睿 葛亚杰 黄昊 付双阳 张建 MA Yanxuan;WU Rui;GE Yajie;HUANG Hao;FU Shuangyang;ZHANG Jian

作者机构：青岛理工大学土木工程学院青岛266520 海洋环境混凝土技术教育部工程研究中心青岛266520 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 青岛青新阳光集团有限公司青岛266404 

基　　金：山东省自然科学基金项目(ZR2022 ME121) 青岛西海岸新区2020年科技计划专项项目(2020-38) 海洋环境混凝土技术教育部工程研究中心开放课题(TMduracon2022010) 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室开放研究基金项目(IWHR-SKL-202106) 国家自然科学基金(51408330) 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2023年第40卷第9期

页      码：5288-5301页

摘      要：采用圆锅造粒法,通过对微胶囊工艺与配方参数进行设计和优化,制备了以粘土固化剂、膨润土、MgO膨胀剂和微晶纤维素为芯材,以乙基纤维素(EC)为壁材的微胶囊,采用正交试验探索了微胶囊芯材组分对自修复微胶囊/水泥基复合材料自修复效果的影响并确定了微胶囊芯材的最佳组成为:粘土固化剂为10wt%、MgO膨胀剂为35wt%、微晶纤维素为6wt%,膨润土为49wt%。研究结果表明,随着微胶囊掺量的增加,自修复水泥基材料的抗压强度降低,当微胶囊掺量(占水泥质量)为3%时,自修复微胶囊/水泥基复合材料的抗压强度相较于空白组仅下降了4%且具有较高的强度恢复率为103.8%。通过数字散斑相关方法(DSCM)对加载过程中的自修复微胶囊/水泥基复合材料的变形行为进行了追踪测试。从应力-应变曲线、应变场分布、灰度相关系数特征值(S_(tc))和应变特征值(S_(ts))之间的变化规律,得出自修复微胶囊/水泥基复合材料的自修复机制,基于微胶囊破裂时产生了与水泥基同源物质钙钒石(AFt)和Mg(OH)_(2)对裂纹进行填补,限制裂纹发展,达到修复裂纹的目的。

主 题 词：微胶囊 水泥基材料 粘土固化 力学损伤 自修复行为 

学科分类：08[工学] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 

核心收录：

D　O　I：10.13801/j.cnki.fhclxb.20230112.002

馆 藏 号：203117071...